impiego del feldspato gs60 - minerali...
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IMPIEGO DEL FELDSPATO GS60
ADDIZIONATO CON VETRO
IN UNA PRODUZIONE INDUSTRIALE
DI GRES PORCELLANATO
IMPIEGO DEL FELDSPATO GS60
ADDIZIONATO CON VETRO
IN UNA PRODUZIONE INDUSTRIALE
DI GRES PORCELLANATO
Relatori: C. Carbonchi, P. Danasino, R. RiveritiRelatori: C. Carbonchi, P. Danasino, R. Riveriti
Una giornata suLe materie prime di qualità per piastrelle con elevato
valore aggiunto
Una giornata suLe materie prime di qualità per piastrelle con elevato
valore aggiunto
Auditorium Assopiastrelle - Sassuolo, 12 Febbraio 2004Auditorium Assopiastrelle - Sassuolo, 12 Febbraio 2004
ZI-GS60Minerali Industriali S.p.A.
ZI-GS60Minerali Industriali S.p.A.
VETRO SODICO CALCICO
VETRO SODICO CALCICO
GS60Minerali Industriali S.p.A.
GS60Minerali Industriali S.p.A.
LOCALIZZAZIONE DEL GIACIMENTO
DI ORIGINE DEL FELDSPATO GS60
LOCALIZZAZIONE DEL GIACIMENTO
DI ORIGINE DEL FELDSPATO GS60
Regione PiemonteRegione PiemonteRegione Piemonte
SCHEMA DI FLUSSO DEL FELDSPATO GS60
SCHEMA DI FLUSSO DEL FELDSPATO GS60
CARICO
FRANTUMAZIONE
MACINAZIONE
VAGLIATURA
ESSICCAZIONE
VAGLIATURA DICONTROLLO
SEPARAZIONE MAGNETICA
FELDSPATO GS60
EFFETTO DEL TRATTAMENTO
MINERARIO SUL CHIMISMO
EFFETTO DEL TRATTAMENTO
MINERARIO SUL CHIMISMO
0
2
4
6
8
10
12
14
Al2O3 Fe2O3 Na2O K2O P.F.(1100°C)
Ossidi degli elementi
% degli ossidi
Alimentazione
GS60
FELDSPATO GS60FELDSPATO GS60
Analisi chimicaAnalisi chimicaSiO2 78.9 %Al2O3 12.0 %Fe2O3 0.35 %TiO2 0.02 %CaO 0.15 %MgO 0.05 %K2O 4.70 %Na2O 3.40 %L.o.I. (1100° C) 0.35 %
SiO2 78.9 %Al2O3 12.0 %Fe2O3 0.35 %TiO2 0.02 %CaO 0.15 %MgO 0.05 %K2O 4.70 %Na2O 3.40 %L.o.I. (1100° C) 0.35 %
Analisi granulometrica (mm)Analisi granulometrica (mm)
>1.25 2 %1.25-0.60 42 %0.60-0.10 54 %<0.10 2 %
>1.25 2 %1.25-0.60 42 %0.60-0.10 54 %<0.10 2 %
Analisi mineralogicaAnalisi mineralogicaQuarzo 39 %Feldspato potassico 28 %Feldspato sodico 30 %Altro 3 %
Quarzo 39 %Feldspato potassico 28 %Feldspato sodico 30 %Altro 3 %
ANALISI CHIMICA DEL VETRONovembre 2001 Dicembre 2003
ANALISI CHIMICA DEL VETRONovembre 2001 Dicembre 2003
Ossidi Media (%) Variabilità (±)SiO2 72,80 ± 1,00
Al2O3 1,50 ± 0,20
MgO 2,00 ± 0,20
K2O 0,95
Na2O 12,70 ± 0,50
Fe2O3 0,35 ± 0,03
TiO2 0,06
CaO 9,50 ± 0,30
EFFETTO DELL’AGGIUNTA DEL VETRO
AL FELDSPATO GS60
EFFETTO DELL’AGGIUNTA DEL VETRO
AL FELDSPATO GS60
0
2
4
6
8
10
12
14
Al2O3 Fe2O3 CaO MgO K2O Na2O P.F.
Ossidi
% degli ossidi
GS60
ZI-GS60
FELDSPATO ZI-GS60FELDSPATO ZI-GS60
Analisi chimicaAnalisi chimicaSiO2 77.0 %Al2O3 8.90 %Fe2O3 0.35 %TiO2 0.03 %CaO 3.00 %MgO 0.65 %K2O 3.60 %Na2O 6.20 %L.o.I. (1100° C) 0.25 %
SiO2 77.0 %Al2O3 8.90 %Fe2O3 0.35 %TiO2 0.03 %CaO 3.00 %MgO 0.65 %K2O 3.60 %Na2O 6.20 %L.o.I. (1100° C) 0.25 %
Analisi granulometrica (mm)Analisi granulometrica (mm)
>1.25 2 %1.25-0.60 42 %0.60-0.10 54 %<0.10 2 %
>1.25 2 %1.25-0.60 42 %0.60-0.10 54 %<0.10 2 %
Analisi mineralogicaAnalisi mineralogicaQuarzo 27 %Feldspato potassico 20 %Feldspato sodico 21 %Altro 32 %
Quarzo 27 %Feldspato potassico 20 %Feldspato sodico 21 %Altro 32 %
PARTE SPERIMENTALEPARTE SPERIMENTALE
Atomizzazione dell’impasto di prova contenente ZI-GS60 e
confronto con impasto di riferimento
Atomizzazione dell’impasto di prova contenente ZI-GS60 e
confronto con impasto di riferimento
Materie prime dell’impasto di riferimento:
�argille extra nazionali
�feldspato sodico extra nazionale
�feldspato sodico-magnesiaco nazionale
�sabbia nazionale
Materie prime dell’impasto di riferimento:
�argille extra nazionali
�feldspato sodico extra nazionale
�feldspato sodico-magnesiaco nazionale
�sabbia nazionale
ZI-GS60ZI-GS60
FASI DELLA PRODUZIONE
INDUSTRIALE
FASI DELLA PRODUZIONE
INDUSTRIALE
� Macinazione a umido in mulino continuo, 35% di acqua e 0.35% di
fluidificante
� Scarico della barbottina con densità compresa tra 1705 g/l e 1715 g/l
� Setacciatura della barbottina a 1886 maglie/cm2
� Atomizzazione con atomizzatore da 15 t/h
� Umidità impostata di atomizzazione pari al 6.5%
� Pressatura di piastrelle a 380 kg/cm2
� Essiccazione in essiccatoio verticale a 150°C e ciclo di 1h e 30’
� Cottura in forno industriale con ciclo di 47’ a 1190°C (T°C massima)
� Macinazione a umido in mulino continuo, 35% di acqua e 0.35% di
fluidificante
� Scarico della barbottina con densità compresa tra 1705 g/l e 1715 g/l
� Setacciatura della barbottina a 1886 maglie/cm2
� Atomizzazione con atomizzatore da 15 t/h
� Umidità impostata di atomizzazione pari al 6.5%
� Pressatura di piastrelle a 380 kg/cm2
� Essiccazione in essiccatoio verticale a 150°C e ciclo di 1h e 30’
� Cottura in forno industriale con ciclo di 47’ a 1190°C (T°C massima)
VERIFICHE ESEGUITE SUGLI
ATOMIZZATI
VERIFICHE ESEGUITE SUGLI
ATOMIZZATI
� Analisi chimica (XRF)
� analisi granulometrica con granulometro laser
� analisi granulometrica per vibrosetacciatura
� umidità degli atomizzati
� curva di greificazione tra 1160°C e 1220°C con cottura in forno a rulli
da laboratorio e ciclo di 43’
� analisi al microscopio riscaldante con gradiente di salita di 40°C/min e
temperatura massima di 1400°C
� Analisi chimica (XRF)
� analisi granulometrica con granulometro laser
� analisi granulometrica per vibrosetacciatura
� umidità degli atomizzati
� curva di greificazione tra 1160°C e 1220°C con cottura in forno a rulli
da laboratorio e ciclo di 43’
� analisi al microscopio riscaldante con gradiente di salita di 40°C/min e
temperatura massima di 1400°C
ANALISI CHIMICA E MINERALOGICA
DEGLI IMPASTI
ANALISI CHIMICA E MINERALOGICA
DEGLI IMPASTI
Riferimento Prova
SiO2 69,95 70,35
Fe2O3+TiO2 1,36 1,28
SiO2/Al2O3 3,89 4,07
%Ossidi
2
CaO 1,07 1,40MgO 0,57 0,34
K2O 2,09 2,46
Quarzo 27 31
Minerali Fillosilicatici 28 26
K-feldspato 8 12
Al2O3 18,00 17,30
Fe2O3 0,76 0,74
TiO 0,60 0,54
Na2O 3,86 3,67
P.F. (1100°C) 3,30 3,10
Na2O/K2O 1,85 1,49
Na2O+K2O 5,95 6,13
Riferimento Prova
Na-feldspato 17 14
Plagioclasio 17 8
Vetro 0 6
Altro 3 3
%Fasi minerali
ANALISI GRANULOMETRICA DEGLI
ATOMIZZATI
ANALISI GRANULOMETRICA DEGLI
ATOMIZZATI
0
20
40
60
80
100
120
0,05 10 20 30 40 50 60 70 80 90
Dimensione in micron
Volume di non passante (%)
Riferimento
Prova
Riferimento Prova
0,051 100,00 100,0010 43,34 44,0720 27,36 28,2430 17,85 18,8140 11,71 12,2850 7,72 8,1160 5,16 5,4070 3,54 3,6780 2,52 2,5790 1,88 1,87100 1,47 1,42150 0,67 0,57200 0,32 0,26250 0,10 0,08
Umidità 6,2 6,5
Volume non passante (%)Dimensione (µm)
ANALISI GRANULOMETRICA DEGLI
ATOMIZZATI (VIBROSETACCIATURA)
ANALISI GRANULOMETRICA DEGLI
ATOMIZZATI (VIBROSETACCIATURA)
Riferimento Prova% peso % peso
> 0,80 2,7 3,60,80 - 0,60 5,7 6,40,60 - 0,50 14,4 13,70,50 - 0,425 14,0 12,90,425 - 0,355 21,8 21,00,355 - 0,212 27,1 27,90,212 - 0,150 8,0 7,40,150 - 0,125 1,5 1,70,125 - 0,075 3,0 2,80,075 - 0,063 0,6 0,8
< 0,063 1,3 1,8
classi (mm)
0,0
5,0
10,0
15,0
20,0
25,0
30,0
> 0
,80
0,80 -
0,6
0
0,60 -
0,5
0
0,50 -
0,4
25
0,425 -
0,3
55
0,355 -
0,2
12
0,212 -
0,1
50
0,150 -
0,1
25
0,125 -
0,0
75
0,075 -
0,0
63
< 0
,063
Classi granulometriche (mm)
Peso %
Riferimento
Prova
CURVA DI GREIFICAZIONE
OTTENUTA DAGLI ATOMIZZATI
(1160°C / 1210°C)
CURVA DI GREIFICAZIONE
OTTENUTA DAGLI ATOMIZZATI
(1160°C / 1210°C)
AA RL AA RL1160 2,02 5,69 2,34 5,631170 0,95 5,98 0,73 5,871180 0,36 6,21 0,29 6,081190 0,08 6,34 0,12 6,121200 0,03 6,43 0,05 6,401210 0,00 6,60 0,00 6,721220 1,32 6,34 1,18 6,25
T°C cotturaRiferimento Prova
0,00
1,00
2,00
3,00
4,00
5,00
6,00
7,00
1160 1170 1180 1190 1200 1210 1220
T°C massima di cottura
AA
(%
)
0,00
1,00
2,00
3,00
4,00
5,00
6,00
7,00
RL (
%)Riferimento AA
Riferimento RL
Prova AA
Prova RL
ANALISI AL MICROSCOPIO
RISCALDANTE
ANALISI AL MICROSCOPIO
RISCALDANTE
A (viola chiaro) = PROVAB (blu) = RIFERIMENTO
VISCOSITA’ DELLE BARBOTTINE(tempo 0 e 1h)
VISCOSITA’ DELLE BARBOTTINE(tempo 0 e 1h)
Viscosità a tempo 0
0
5
10
15
20
25
30
0,35 0,45 0,55 0,65 0,75
% Fluidificante
Te
mp
o d
i sc
orr
ime
nto
(s
)
Riferimento
Prova
Viscosità a tempo 1 ORA
0
10
20
30
40
50
0,35 0,45 0,55 0,65 0,75
% Fluidificante
Te
mp
o d
i sc
orr
ime
nto
(s
)
Riferimento
Prova
Fluidificante (%) Riferimento Prova 0,35 n.d. 190,45 22 180,55 21 190,65 20 190,75 25 26
Tempo 0
Fluidificante (%) Riferimento Prova 0,35 n.d. 310,45 45 240,55 25 260,65 24 230,75 32 30
Tempo 1 ORA
VISCOSITA’ DELLE BARBOTTINE(tempo 12 e 24 ore)
VISCOSITA’ DELLE BARBOTTINE(tempo 12 e 24 ore)
Viscosità a tempo 24 ORE
0
10
20
30
40
50
60
70
0,35 0,45 0,55 0,65 0,75
% Fluidificante
Te
mp
o d
i sc
orr
ime
nto
(s
)
Riferimento
Prova
Fluidificante (%) Riferimento Prova 0,35 n.d. 390,45 56 390,55 39 360,65 31 270,75 35 33
Tempo 12 ORE
Fluidificante (%) Riferimento Prova 0,35 n.d. 530,45 59 460,55 45 400,65 38 310,75 38 35
Tempo 24 ORE
Viscosità a tempo 12 ORE
0
10
20
30
40
50
60
0,35 0,45 0,55 0,65 0,75
% Fluidificante
Te
mp
o d
i sc
orr
ime
nto
(s
)
Riferimento
Prova
VERIFICHE ESEGUITE SULLE
PIASTRELLE COTTE IN FORNO
INDUSTRIALE
VERIFICHE ESEGUITE SULLE
PIASTRELLE COTTE IN FORNO
INDUSTRIALE
� Assorbimento d’acqua, ritiro lineare, carico di rottura sia sull’essiccato
che sul cotto
� composizione di fase tramite XRPD e interpretazione quantitativa con
metodo Rietveld
� coefficiente dilatometrico
� Assorbimento d’acqua, ritiro lineare, carico di rottura sia sull’essiccato
che sul cotto
� composizione di fase tramite XRPD e interpretazione quantitativa con
metodo Rietveld
� coefficiente dilatometrico
DATI RIFERITI ALLE PIASTRELLE
COTTE IN FORNO INDUSTRIALE
DATI RIFERITI ALLE PIASTRELLE
COTTE IN FORNO INDUSTRIALE
Cottura 47' - 1190°C Riferimento Prova
Assorbimento d'acqua (%) 0,09 0,11
Ritiro lineare (%) 7,25 7,30
76,3 77,1
C.d.R. essiccato (kg/cm2) 23,9 25,0
C.d.R. cotto (kg/cm2) 481,6 480,1
[ ]a C50
400 7 110⋅ °− −
XRPD DELLE PIASTRELLE COTTEIN FORNO INDUSTRIALE
XRPD DELLE PIASTRELLE COTTEIN FORNO INDUSTRIALE
RIFERIMENTORIFERIMENTO
PROVAPROVA
COMPOSIZIONE DI FASE DEI COTTI
(XRPD)
COMPOSIZIONE DI FASE DEI COTTI
(XRPD)
Peso % σ Peso % σQuarzo 20,3 0,1 20,4 0,1Cristobalite 0,2 0,2 0,2 0,2Albite-Plagioclasio 9,6 0,3 9,3 0,3Sanidino 0,4 0,3 0,4 0,3Mullite 6,4 0,3 5,7 0,4Vetro 63 64
Riferimento ProvaFase minerale
CONCLUSIONICONCLUSIONI
La presenza del feldspato ZI-GS60 nell’impasto da grès porcellanato ha comportato rispetto al riferimento industriale:
La presenza del feldspato ZI-GS60 nell’impasto da grès porcellanato ha comportato rispetto al riferimento industriale:
� Grado di macinabilità simile
� maggior fluidità della barbottina a varie percentuali di fluidificante
impiegato e a differenti tempi di “riposo” rispetto al termine della
macinazione
� Comportamento in fase di cottura del tutto confrontabile sia per
porosità aperta sia per variazione dimensionale
� coefficiente dilatometrico leggermente superiore
� carico di rottura simile sia in essiccato che in cotto
� composizione di fase dei cotti ottenuta tramite XRPD confrontabile
� Grado di macinabilità simile
� maggior fluidità della barbottina a varie percentuali di fluidificante
impiegato e a differenti tempi di “riposo” rispetto al termine della
macinazione
� Comportamento in fase di cottura del tutto confrontabile sia per
porosità aperta sia per variazione dimensionale
� coefficiente dilatometrico leggermente superiore
� carico di rottura simile sia in essiccato che in cotto
� composizione di fase dei cotti ottenuta tramite XRPD confrontabile
QUINDI….QUINDI….
IL FELDSPATO ZI-GS60 HA EVIDENZIATO ANCHE IN FASE
INDUSTRIALE CARATTERISTICHE TALI DA POTER ESSERE
VALIDAMENTE INSERITO IN IMPASTI DA GRES PORCELLANATO
IL FELDSPATO ZI-GS60 HA EVIDENZIATO ANCHE IN FASE
INDUSTRIALE CARATTERISTICHE TALI DA POTER ESSERE
VALIDAMENTE INSERITO IN IMPASTI DA GRES PORCELLANATO
GRUPPO MINERALI S.p.A.
RINGRAZIA PER L’ATTENZIONE
GRUPPO MINERALI S.p.A.
RINGRAZIA PER L’ATTENZIONE